Effect of different heat treatment process on damping peak of 6061Al/SiC_p MMC produced by spray codeposition

Effects of five typical heat treatment processes on the damping properties and the damping peak of 6061Al/SiC p MMC fabricated by spray codeposition were studied. The results show that the internal friction spectra of various heat treated samples exhibit the damping peak versus temperature between 130 ℃ and 200 ℃. Furthermore, the peak temperature as well as the peak height increases with increasing frequencies. By Arrhenius equation the active energy of the damping peak can be gotten, which is above 1 eV. On the other hand, different quenching treatments affect the damping peak remarkably, when the rate of cooling is above that of water quenching, the damping peak will shift to higher temperature as cooling speed is enhanced.

太阳能辅助热电联产机组供热、发电及调峰性能分析

针对新能源存在不稳定性导致电网调峰问题日益严重的现状,结合较为成熟的光煤互补发电技术及多热源联合供热调峰系统,设计光煤混合供热发电系统,使热电联产机组具有一定的调峰能力。以某300 MW热电联产机组为研究对象,利用Ebsilon Professional软件搭建发电、供热可灵活调节的太阳能辅助热电联产系统,基于供热机组实际双机运行工况,在保证供热负荷前提下,分析太阳能辅助双机热电联产机组耦合方式,比较耦合前后双机调峰性能。结果表明:凝汽器出口与太阳能集热系统换热器间的管道上设置动态节流阀,改变太阳能集热系统辅助供热机组的运行模式,能够实现发电、供热、调峰一体系统的灵活运行;其中,以太阳能集热系统仅用于补充供暖的运行方式调峰能力最强,太阳能辅助单机供热前后调峰容量比值为0.76,太阳能辅助双机供热前后调峰容量比值为0.55,太阳能辅助承担最大供热负荷的1号机组在调峰容量及调峰补偿上效果最佳。

集成蓄热装置的火电机组调峰特性分析

【目的】随着新能源的大规模发展,新能源出力不确定性和波动性问题展现出来,而为了弥补新能源出力缺点,火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力,对其调峰特性进行了研究。【方法】首先,以某350 MW供热机组作为分析对象,应用仿真软件搭建热力系统模型,并验证该模型的精确性。其次,以蓄热系统为辅助系统,研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力,并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后,采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化,得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。【结果】通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力,并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。【结论】该方法对机组的运行策略具有指导意义。

激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术

从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控制技术,加速控制方式智能化,可作为新一代高超声速飞行器宽速域飞行的重要技术手段。具体来说,就是通过调节外加激励对高超声速飞行器不同区域实现局部流动加/减速、气动热防护、气动控制等功能,根据流场参数建立控制反馈回路,自适应调整局部流场结构,以满足工程实际需求。

基于水蓄热的热源厂蒸汽调峰技术

基于工业供汽负荷波动大、昼夜偏差显著的现状,将水蓄热技术与热源厂热力生产工艺相结合,提出采用蒸汽-除盐冷水的间接换热技术、环氧富锌漆防腐技术和硬质聚氨酯发泡保温技术,并对形状、容积和高径比等罐体结构优化设计,旨在开发一种适用于工业供热的蒸汽调峰技术。实践应用表明,基于水蓄热的热源厂蒸汽调峰技术具有稳定高效、简单易操和投资收益显著等优点。本技术还可应用于燃煤机组实现深度调峰、消纳新能源发电等场景,具有重要的现实意义。

基于熔盐储热的燃煤机组调峰可行性分析

随着新能源发电装机量增加导致电网调峰压力增大,火电机组要承担更多调峰任务,但目前火电机组的灵活性和调峰能力都较差。针对某亚临界300 MW燃煤机组,进行熔盐储能改造,提出了6种储热策略和2种放热策略,分析了3种工况下储-放热过程对机组调峰能力及热力性能的影响,并用净现值法进行了技术经济分析。结果表明:抽再热蒸汽储热可行性高,调峰深度能到58.9%,但会增加煤耗;放热时,加热给水产生蒸汽做功的发电增量最大,能到额定发电量的11.3%,但对熔盐的温度水平要求高;高温熔盐代替低压加热器预热给水可行性高,但发电增量低;储-放热全过程中,循环电效率最高可达0.987;进行了储热改造经济性分析,计算得动态投资回收期为11.65年,净现值为4911.8万元,改造方案可行。

风-火-储耦合系统储能容量配置优化对比

为提升风电富集区域风电消纳水平及燃煤机组的灵活性,提出了基于热电共蓄式压缩空气储能的风-火-储耦合系统及系统调度策略,建立了系统的容量配置优化框架,并对7种布局方案进行了多目标优化。优化结果表明:电锅炉将弃风电量转化为热量时,燃煤机组的运行点向电力负荷下限更低的区域移动,风电上网空间增大,燃煤机组出力水平降低;加入热电共蓄式压缩空气储能子系统,使得燃煤机组电功率水平降低;换热器废热的回收进一步降低了燃煤机组产热水平;通过调整燃煤机组热出力,抽汽蓄热子系统能够实现抽汽热的时空平移,促使燃煤机组运行点向电力负荷下限更低的区域移动,可间接促进风电的消纳。综合来看,3种子系统相组合的最佳耦合方案可实现燃煤机组的热电解耦,从而提升了其深度调峰能力,在更大程度消纳风电能力的同时提升了系统的效率和环保性。

300 MW供热机组低压缸零出力热力性能、调峰性能和经济性能分析

供热机组低压缸零出力运行可有效提升机组供热能力和调峰深度。该文基于Ebsilon软件,建立300 MW供热机组抽凝工况和低压缸零出力工况的数学模型,从热力性能、调峰性能和经济性能三个维度对常规抽凝模式和低压缸零出力模式进行分析。结果表明,低压缸零出力模式能够有效增加机组的供热能力,并降低发电标准煤耗率,当主蒸汽量为957.6 t/h时,供热量比常规抽凝供热模式提高16.25%,发电标准煤耗率下降27.2 g/kWh。低压缸零出力模式下,虽然供热机组的电负荷不具备调节能力,但其最小电负荷低于常规抽凝供热模式,适宜参与电网的深度调峰。从净收益最大化的角度,当热负荷在162~310 MW时,应采用低压缸零出力模式进行供热;当热负荷在310~375 MW时,应采用抽凝模式进行供热。

深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

新能源发电在出力和发电负荷上具有波动大、不稳定的特点,为解决新能源机组上网后带来的上述问题,利用多种热电解耦方式对火电机组进行改造,并对不同技术路径进行对比分析,探究火电机组解耦潜力与调峰能力。采用EBSILON Professional软件进行模拟仿真,对不同热电解耦方案下调峰负荷空间进行评估和对比分析。计算结果表明,低压缸零出力热电解耦改造方案可以使机组的调峰能力得到最大的改善。在原最大供热负荷304.60 MW下,最小发电量下降172.21 MW,最低电负荷率下降32.70%。火电机组经过热电解耦改造可显著提高热电机组与新能源机组的协调调峰能力,提高发电单元整体发电的稳定性。

火-储耦合系统深度调峰综合经济性分析

火电机组耦合储热技术,可提高机组的热电解耦能力,减少深度调峰对系统安全性和经济性的影响。本工作提出了火电机组与填充床储热的耦合系统,在考虑了机组变工况、填充床储/释热过程动态时间序列基础上,通过EBSILON建立了耦合系统变工况仿真模型;分析深度调峰对耦合系统热力性和碳排放量的影响,通过汽水分离器筒体应力变化分析深调对锅炉寿命损耗的影响,通过转子寿命损耗率曲线分析深调对汽轮机寿命的影响,最终建立耦合系统调度运行经济性模型,开展综合经济性分析。结果表明:火-储耦合系统比自身变工况减小碳排放量7418 t/a(仅配置风电)~9216 t/a(仅配置光伏);深度调峰对锅炉寿命损耗的影响大于汽轮机,火-储耦合系统可提高系统运行寿命,深度调峰318次/年,相比于机组自身变工况(30%~20%额定负荷)可提高13.3%~15.3%;火-储耦合系统深度调峰收益高于火电机组自身变工况,当填充床释热量用于发电或供热时,耦合系统比自身变工况收益分别增加40万元/年、72万元/年。

热网蓄热特性及其对机组调峰能力的影响研究

为了提高热电联产机组调峰能力,利用热网蓄热实现机组的“热电解耦”。建立了某350 MW热电联产机组及其热网系统的动态仿真模型,研究了热网及其热用户在蓄/放热阶段的动态特性及环境温度对机组调峰能力的影响规律。结果表明:热用户滞后时间随着热用户与换热首站的距离的增加而增加,同时也受自身热负荷的直接影响和其余热用户热负荷的间接影响;热网相对蓄/放热功率在改变抽汽质量流量后先迅速变化再缓慢变化;热用户温度近似呈线性变化,其变化速率随着抽汽质量流量变化幅度的增大而增大,且开始变化时间也随之提前;机组最大调峰能力随着环境温度降低而略有增加,环境温度从0℃下降至-15℃时,机组调峰能力从23.8 MW增加至29.7 MW;增加蓄热时长,提高蓄热温度,降低放热温度均有利于提高机组调峰能力。

基于某商务区多源耦合供热系统运行研究

为了实现“双碳”目标,提高可再生能源的利用率,减少碳排放量,对沈阳某商务区进行规划,充分发挥区域内地热能、污水能等可再生能源灵活供热的特点,以地源热泵+污水源热泵+电锅炉3种热源耦合进行供热,为区域综合能源多能互补、灵活调度提供参考。利用DeST模拟软件建立区域建筑模型,模拟出区域建筑供暖季逐时热负荷;通过TRNSYS软件建立区域综合能源系统模型,以某典型设计为例,分别讨论了在5种工况下该耦合供热系统峰谷电时段的运行策略,并采用费用年值法对系统经济性进行分析。结果显示:该区域内办公类建筑热负荷最大;系统不蓄热时初投资最小,由于在电高峰时段增加了电锅炉运行时长,导致系统运行费用增加,系统整体经济性变差;在蓄热率为100%时,该耦合供热系统初投资较大,但运行费用较低,系统费用年值最小,经济性最优,体现了蓄热方案下降低运行费用的优势。

大规模跨季节土壤储热系统研究现状及展望

为了解大规模跨季节土壤储热系统的研究进展,从设计参数、物理模型、数学模型、系统运行及优化和应用场景等方面对比分析跨季节土壤储热体发展现状。分析发现,现有研究对钻井间距、土壤热导率等关键设计参数之间的成比例关系研究较少,如钻井间距与钻井直径之比、钻井体积与埋管体积之比,后续工作可沿该思路展开。此外,研究认为从无需补充电力、燃煤、燃气等额外能源即可实现供热调峰的角度分析,利用跨季节土壤储热技术承担调峰任务要比调峰锅炉更具优势。

重型燃气轮机联合循环机组三压再热余热锅炉动态建模及运行规律研究

针对燃气轮机联合循环机组三压再热余热锅炉的动态运行特性,使用Modelica开源编程语言搭建了余热锅炉仿真模型,并与电厂实际调峰过程运行数据及Thermoflow商业软件仿真结果进行对比和验证。在实际运行工况下,从满负荷降至低负荷后稳态运行、再从低负荷升至满负荷、机组停机和边界参数扰动的动态过程中,所建模型均能较为准确地预测余热锅炉主要参数的动态响应规律。随着机组负荷从320 MW降低至280 MW,汽轮机功率从124.0 MW降至111.5 MW;高压主蒸汽流量从70.12 kg/s减至63.62 kg/s;高压主蒸汽压力从8250 k Pa降至7612 k Pa;余热锅炉入口烟气参数在约300 s的时间内随机组负荷变化,但是余热锅炉蒸汽参数需要约600s完成动态响应达到低负荷下的稳态,说明余热锅炉蒸汽参数相对于燃气轮机排烟参数随时间变化有一定滞后。在机组停机的动态过程中,汽轮机功率从130.4MW下降到5.4MW,余热锅炉高压主蒸汽温度从600.1℃降低到224.5℃,高压主蒸汽流量从76.1 kg/s减小到15.3 kg/s。

计及需求响应的光热电站参与深度调峰的分层优化调度策略

从源、荷两侧挖掘系统调峰潜力,建立计及需求响应的光热电站参与深度调峰的分层优化调度模型。上层从负荷侧出发,提出一种基于负荷分类的价格需求响应模型,可有效缓解系统调峰压力;中层从电源侧出发,利用光热电站灵活的调节特性在深度调峰时段协调火电机组参与辅助调峰,构建以运行总成本最小为目标函数的日前调度模型;下层提出一种基于模型预测控制的日内动态调整模型,在滚动优化的同时,通过状态反馈环节实时调整光热电站储热装置充放热修正日前调度计划。仿真结果表明,所提调度策略在降低系统调峰成本的同时能有效抑制风光以及负荷的短时功率波动,在保证系统安全稳定运行的前提下提升风光消纳率。

多类型小容量火电机组热电解耦潜力与经济性对比评估

【目的】新能源发电存在输出功率和发电负荷的大幅波动和不稳定性问题,对电力系统稳定运行造成一定挑战。小容量火电机组热电解耦后参与电力系统整体运行,可提高电网调度效率与系统安全性,为此,采取多种热电解耦技术对3台小容量火电机组进行改造,并对各种技术路线进行了比较研究。【方法】通过使用EBSILON Professional软件进行模拟实验,对各种热电解耦方案在调峰负荷方面的潜力进行了评估和对比分析,并对改造后的经济性进行分析。【结果】水冷背压式机组热电解耦潜力空间较大,较其他机组有着明显优势,热泵改造机组最大供热下日利润提高217.18万元。随着抽汽热负荷变化,水冷凝汽式机组热电解耦潜力变化整体趋势平缓,最易控制,热泵改造机组最大供热下日利润提高202.25万元。空冷凝汽式机组热泵改造最大供热下日利润提高26.13万元。【结论】经过热电解耦升级的火电机组,能够大幅增强其调峰效果,热泵改造能有效提高日利润,从而提升整个发电系统的稳定性和发电效率。

火电机组耦合熔盐储热系统调峰性能研究

为提高火电机组的调峰性能及其灵活性,在某1000MW火电机组中引入了熔盐储热系统,并提出了多种火电机组耦合熔盐储热系统方案。建立了火电机组热力学系统模型,并分析了火电机组在不同耦合方案下调峰容量、调峰深度、耦合系统热效率等,提出了最优的火电机组耦合熔盐储热系统方案。研究表明:储热阶段电锅炉加热熔盐的耦合系统热效率最高,其调峰深度可达到14.45%,与调峰深度最高的抽取主蒸汽联合电锅炉加热熔盐的方案仅相差0.34%;释热阶段取水点从除氧器至1号高加,其耦合系统热效率依次降低,在4号高加入口处取水耦合系统效率最高可达到45.86%;在不同机组负荷下,释热阶段耦合系统热效率随着机组负荷的升高呈上升趋势,耦合系统热效率最高差值为4.45%,机组负荷对调峰系统的耦合系统热效率影响不大。研究结果对火电机组耦合熔盐储热系统调峰具有指导意义。

亚临界循环流化床机组近零深度调峰蓄释热计算及实践

随着可再生能源的快速发展,对火电机组深度调峰提出了更高的要求。以亚临界循环流化床锅炉(CFB)焖炉压火方式参与近零深度调峰为基础,建立一套近零深度调峰蓄释热量的计算方法,为后续多次进行近零深度调峰提供指导。基于对亚临界CFB机组在近零深度调峰过程中锅炉各有蓄热能力部分的具体分析,提出了一套针对CFB近零深度调峰过程中蓄释热量的计算方法,并将此方法应用于山西省某300 MW亚临界CFB机组的近零深度调峰运行实践。应用计算方法得出,锅炉视在蓄热总量为415.5 GJ,其中浇注层、金属壁、床料载体、汽水、烟气视在蓄热量分别为205.6、140.4、32.7、11.1、36.8 GJ。汽轮机做有效功的总热耗量为65.2 GJ,锅炉本体散热为6.1 GJ,数据展示了各蓄热部分随近零深度调峰过程的下降趋势。该计算方法实现了对亚临界循环流化床蓄释热量的量化计算,为后续预测指导近零深度调峰时长,研究锅炉的严密性和传热特性,以及为获得更多蓄热量提升蓄热效率和改善锅炉性能提供了数据支持。

面向电网调峰的盘管式冰蓄冷空调技术研究

储能是助力实现碳达峰碳中和战略目标的关键技术。当前电力供需关系的矛盾随着可再生能源高比例接入和电力需求快速增长日益尖锐,该问题在夏季用电高峰期间尤为突出。冰蓄冷空调系统在夜间利用谷电制冰储存冷量,在白天用电高峰时融冰供冷,有助于电网调峰和改善用能经济性。该文总结分析盘管式冰蓄冷空调关键技术的研究现状和发展方向。系统控制层面:对比分析冰蓄冷空调系统的各种优化控制策略;蓄冰融冰方式层面:详细阐述内融冰、外融冰和内外融冰结合3种方式特点,并对能量模型进行归纳;结构层面:分析典型强化传热方式对传热性能的影响关系。最后,归纳不同材质盘管的研究结果与应用前景。

基于㶲分析的热电联产机组调峰能耗评价方法

为定量评价燃煤发电热电联产机组供热期调峰的经济性,根据热电联产生产流程将蒸汽划分为凝汽流与供热流,分析机组参与调峰运行时凝汽流与供热流流量的变化,揭示热电联产调峰的本质。根据发电侧、供热侧的调峰深度,定量给出发电、供热调峰导致的附加能耗,作为机组调峰经济性定量评价指标,并明确其适用条件。基于蒸汽循环流程开展㶲平衡和能量平衡分析,提出热电分摊新思路,给出调峰附加能耗计算方法。以实际350 MW供热机组为案例,验证指标的合理性。结果表明,机组在供热流“以热定电”流量基础上,改变凝汽流流量以调节电出力;深度调峰运行模式下,调峰前后供热负荷不变是调峰附加能耗成立的条件。调峰附加能耗定量表征热电联产调峰能效水平,结合热电可行域直观表示不同调峰方式的适用范围,可为调峰方式选择和运行策略制定提供理论依据。